Επανάσταση στις θεραπείες: Νέα τεχνολογία ενεργοποιεί γονίδια χωρίς να κόβει το DNA
Μια νέα επαναστατική μορφή της τεχνολογίας CRISPR που ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW Sydney) υπόσχεται να μεταμορφώσει τη γονιδιακή θεραπεία, καθιστώντας την πιο ασφαλή και ακριβή. Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες κατάφεραν να «ανάψουν» γονίδια χωρίς να χρειαστεί να κόψουν τις αλυσίδες του DNA, επιλύοντας ταυτόχρονα μια μακροχρόνια επιστημονική διαμάχη σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο τα γονίδια απενεργοποιούνται μέσα στα κύτταρα.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, δείχνει με σαφήνεια ότι οι μικρές χημικές ομάδες μεθυλίου που προσκολλώνται στο DNA δεν είναι απλοί παρατηρητές, αλλά ενεργοί συμμετέχοντες στη σίγαση των γονιδίων. Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν αυτές τις ομάδες, τα γονίδια ενεργοποιήθηκαν ξανά, και όταν τις επανέφεραν, τα γονίδια έκλεισαν, επιβεβαιώνοντας πως η μεθυλίωση του DNA ελέγχει άμεσα τη δραστηριότητά του.
Η νέα αυτή προσέγγιση, γνωστή ως επιγενετική επεξεργασία (epigenetic editing), διαφέρει από τις προηγούμενες εκδόσεις της τεχνολογίας CRISPR, οι οποίες βασίζονταν στην κοπή των αλυσίδων του DNA για να απενεργοποιήσουν ή να διορθώσουν ένα γονίδιο. Αντί να τροποποιεί τη γενετική αλληλουχία, στοχεύει στα χημικά «σημάδια» που λειτουργούν σαν μοριακοί διακόπτες μέσα στον πυρήνα των κυττάρων. Με την αφαίρεση των ομάδων μεθυλίου από τα «σιωπηλά» γονίδια, οι επιστήμονες μπορούν να επαναφέρουν τη δραστηριότητά τους χωρίς να διακινδυνεύουν απρόβλεπτες μεταλλάξεις. Πρόκειται για μια φιλικότερη και πιο ασφαλή μέθοδο, η οποία μειώνει δραματικά τον κίνδυνο καρκινογένεσης που συνοδεύει τις συμβατικές επεμβάσεις στο DNA.
Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για νέες θεραπείες ενάντια στη δρεπανοκυτταρική αναιμία και συναφείς διαταραχές του αίματος. Αυτές οι ασθένειες μεταβάλλουν το σχήμα και τη λειτουργία των ερυθρών αιμοσφαιρίων, προκαλώντας χρόνιο πόνο, βλάβες στα όργανα και μειωμένο προσδόκιμο ζωής. Αν οι γιατροί μπορούν να επανενεργοποιήσουν το εμβρυϊκό γονίδιο γλοβίνης –το οποίο φυσιολογικά παύει να λειτουργεί μετά τη γέννηση– είναι πιθανό να αντισταθμίσουν τη δυσλειτουργία του ενήλικου γονιδίου που προκαλεί την ασθένεια. Οι επιστήμονες συγκρίνουν τη διαδικασία με την επαναφορά των «προπονητικών τροχών» στο ποδήλατο ενός παιδιού που χρειάζεται ξανά στήριξη για να συνεχίσει.
Οι έως τώρα δοκιμές έχουν διεξαχθεί σε ανθρώπινα κύτταρα στο εργαστήριο, ενώ τα αποτελέσματα θεωρούνται ενθαρρυντικά. Η μελέτη δείχνει ότι η αφαίρεση των χημικών αγκυρών επαναφέρει την ομαλή λειτουργία των γονιδίων χωρίς να αλλοιώνεται η ακεραιότητα του DNA, προσφέροντας έτσι μια πιο ήπια και αξιόπιστη μορφή γονιδιακής θεραπείας. Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η ίδια τεχνολογία θα μπορούσε στο μέλλον να εφαρμοστεί και σε άλλες γενετικές διαταραχές όπου η σιωπή ή η υπερλειτουργία κάποιων γονιδίων προκαλεί παθήσεις. Το επόμενο βήμα είναι η δοκιμή της μεθόδου σε ζωικά μοντέλα, με στόχο στο μέλλον να χρησιμοποιηθεί κλινικά: συλλέγοντας αρχικά βλαστικά κύτταρα από τον ασθενή, επεξεργάζοντάς τα ώστε να αφαιρεθούν οι ομάδες μεθυλίου που σιγούν το εμβρυϊκό γονίδιο και, τελικά, επανατοποθετώντας τα στον οργανισμό για να παράγουν υγιή ερυθρά αιμοσφαίρια.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Μέρλιν Κρόσλι, επικεφαλής της μελέτης, η ανακάλυψη αυτή σηματοδοτεί την αρχή μιας νέας εποχής για τη βιοϊατρική και τη γενετική μηχανική. Η δυνατότητα στοχευμένων επιγενετικών παρεμβάσεων σε μεμονωμένα γονίδια επιτρέπει πλέον στους επιστήμονες όχι απλώς να επεμβαίνουν στο γενετικό υλικό, αλλά να το «ρυθμίζουν» με ακρίβεια, όπως ένας μαέστρος που εναρμονίζει μια ορχήστρα. Η προοπτική αξιοποίησης της τεχνολογίας αυτής δεν περιορίζεται μόνο στη θεραπεία ασθενειών, αλλά μπορεί να επεκταθεί και σε γεωργικές ή βιοτεχνολογικές εφαρμογές, προσφέροντας ένα νέο εργαλείο για την κατανόηση και τη διαμόρφωση της ζωής σε μοριακό επίπεδο.